project

COHEASY: flexibiliteit voor balans tussen energieproductie en -afname

Expert(s):
dr.ir. Daniel Bakker, Els van der Roest MSc, dr.ir. Dirk Vries, ir. Marette Zwamborn

  • Startdatum
    01 mrt 2021
  • Einddatum
    30 sep 2022
  • Opdrachtgever
    TKI Watertechnologie
  • samenwerkingspartner(s)
    Consortiumpartner: WarmteStad BV - Klankbordgroep: TUDelft faculteit TBM, Powerspex BV, Dunea Warmte en Koude BV, TenneT BV, Vattenfall BV, De Warmtetransitiemakers BV

Een mismatch tussen de energieproductie en -afname leidt op het ene moment tot een overschot van duurzame energie op het elektriciteitsnet (congestie) en op het andere moment tot extra consumptie van grijze elektriciteit. In beide gevallen is het systeem in onbalans. Door een koppeling te maken tussen het elektriciteitsnet en een warmtenet met warmteopslag, kunnen flexibiliteit worden ontsloten en de onbalans worden verkleind. Dit principe noemen wij eWarmteFlex. Het project COHEASY onderzoekt de kansen, risico’s en randvoorwaarden van eWarmteFlex. Samenwerking met een klankbordgroep zorgt ervoor dat de bevindingen zoveel mogelijk aansluiten bij de markt.

Energieopslag als sleutelbegrip

Bij zon- en windenergie zijn het productieprofiel en de vraag vaak niet in balans. Een mismatch tussen de energieproductie en energieafname leidt op het ene moment tot een overschot van duurzame energie op het elektriciteitsnet (congestie) en op het andere moment tot extra consumptie van grijze elektriciteit. Congestie kan in extreme gevallen zelfs zorgen voor het uitschakelen van de duurzame opwekking. Tegen deze achtergrond wordt energieopslag daarom gezien als een sleutelbegrip in robuuste energiesystemen. Dit betekent dat duurzame energiebronnen maximaal kunnen worden benut om in de energievraag te voorzien.

Systeemintegratie voor flexibiliteit: eWarmteFlex

Ondergrondse warmteopslagsystemen zorgen voor een betere koppeling én balans van warmtevraag en -aanbod. Ze leveren zelfs mogelijk een bijdrage aan het flexibiliseren van het elektriciteitssysteem. In perioden met een overschot van duurzame elektriciteit wordt de elektriciteit efficiënt omgezet in warmte, bijvoorbeeld door middel van een warmtepomp. Vervolgens wordt de warmte ondergronds opgeslagen. Dit concept noemen we hier “eWarmteFlex”. Voor de praktische uitvoering ervan bestaan nog wel veel vragen, zoals welke rol dit concept kan spelen. Wat zijn de kansen en randvoorwaarden van eWarmteFlex? Hoe kunnen we de prestatie of meerwaarde van “flexibiliteit” voor het warmte- en elektriciteitssysteem kwantificeren, om zo de prestaties van verschillende scenario’s met elkaar te vergelijken? In het project COHEASY willen we deze vragen beantwoorden.

Scenario’s opstellen en analyseren

Om met onze oplossingen zoveel mogelijk aan te sluiten bij de markt, is een klankbordgroep samengesteld. Hierin zitten vertegenwoordigers van verschillende belanghebbenden, zoals energieleveranciers, netbeheerders, ingenieursbureaus en energieadviseurs. Samen werken we twee scenario’s uit voor ondergrondse warmteopslag en warmtepompen, met vrijheden voor bijvoorbeeld het temperatuurniveau, de capaciteit van de warmteopslag en de warmtepomp. Samen met de klankbordgroep stellen we vast wat in deze scenario’s de belangrijkste maten zijn voor de prestaties van het eWarmteFlex-concept. Daarvoor kunnen we kijken naar bijvoorbeeld kosten en CO2-uitstoot.

WarmteStad Groningen

Een van de scenario’s die we uitwerken is dat van projectpartner WarmteStad in Groningen. Zij bouwen momenteel een innovatieve warmtecentrale, waarin het gebruik van restwarmte, zonthermie, warmtepompen en warmteopslag bijeen wordt gebracht. Samen met WarmteStad onderzoeken we hoe dit complexe systeem zo duurzaam mogelijk en kostenefficiënt inzetbaar is. De resultaten delen we met de klankbordgroep en via andere relevante projecten.

Beoogde resultaten

Het project beoogt twee resultaten op te leveren:

  1. Een standaardmethode voor de analyse van warmtesystemen met ondergrondse warmteopslag, dagbuffers en warmtepompen met ook nog meerdere bronnen zoals restwarmte of zonthermie. Aan de hand van twee praktijkcases maken we de kansen en belemmeringen voor toepassing van het eWarmteFlex-principe inzichtelijk.
  2. Een economische analyse van de bijdrage van eWarmteFlex aan de businesscase van warmtesystemen met opslag van thermische energie.

De opkomst van Renewable Energy Sources (RES) maakt het steeds belangrijker dat het elektriciteitsnet en de afname berekend zijn op een snel variërend aanbod. Door eWarmteflex – een koppeling tussen het elektriciteitsnet en een warmtenet met opslag – kan flexibiliteit worden ontsloten.